CN210118600U - 一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，解决现有经纬仪俯仰轴系微调锁紧装置零件装调繁琐、自动化程度底、可靠性差的问题。该装置包括定子单元、动子单元和微调装置，定子单元包括定子转接轴和制动器定子；制动器定子通过定子转接轴与俯仰右主轴固定连接；动子单元包括制动器衔铁、板状弹簧、转子转接轴、蜗轮支撑轴和蜗轮；制动器衔铁设置在制动器定子的一侧，且与制动器定子设有制动间隙，板状弹簧设置在制动器衔铁和转子转接轴之间，且分别与制动器衔铁和转子转接轴固定连接，蜗轮套装在蜗轮支撑轴上，蜗轮支撑轴与转子转接轴固定连接；微调装置包括微调电机和蜗杆；微调电机驱动蜗杆转动，对俯仰右主轴的角度进行微调。

Description

一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及经纬仪俯仰轴系，具体涉及一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置。

背景技术

如图1所示，经纬仪俯仰轴系包括机架3、俯仰右主轴6、右轴承5、俯仰左主轴1、左轴承2以及俯仰轴系光学载物架4等主要零件，俯仰轴系光学载物架4搭载光学镜头在俯仰电机驱动力矩驱动下实现俯仰轴系的旋转。在俯仰电机断电状态下经纬仪调试时，需要俯仰轴系具有锁紧装置对俯仰轴系进行锁紧，以保证机架搭载的光学系统安全性。同时，在俯仰电机断电状态下，若光学系统视轴需要标校，还需要俯仰轴系具有微调装置对俯仰轴系进行微调。

现有的经纬仪俯仰轴系微调锁紧方法集中于机械式微调锁紧，利用一套机械机构对俯仰轴系进行微调锁紧。如图2所示，机械式微调锁紧机构7的初始状态实现过程为：锁紧手轮79带动偏心轮78旋转，压缩螺钉弹簧组76固定连接蜗杆74向下运动。同时，簧片72因为螺钉弹簧组76向下运动而发生倾斜变形，带动蜗杆74倾斜向下，使蜗轮73(固定在俯仰右主轴6上)蜗杆74的啮合脱开。与此同时，蜗杆74倾斜带动压片75向下运动，微动开关77被压片75压住，微动开关77传递上电信号，俯仰电机上电。当需要机械式微调锁紧装置对俯仰轴系进行俯仰锁紧时，旋转锁紧手轮79带动偏心轮78旋转，压缩螺钉弹簧组76靠弹簧力支撑向上运动，此时压片75向上运动，微动开关77从压住状态脱开，微动开关77传递断电信号，俯仰电机断电。同时，簧片72因为螺钉弹簧组76向上运动而发生回弹，使蜗杆74向上运动，蜗轮蜗杆啮合，经纬仪俯仰轴系靠蜗轮蜗杆的啮合锁紧。当光学系统需要俯仰微调时，旋转微调手轮71，带动蜗杆74旋转，利用蜗轮蜗杆的啮合状态，使蜗轮73旋转，俯仰轴系微动旋转。

由于经纬仪使用时，螺钉弹簧组76始终处于压紧状态，簧片72始终处于倾斜变形状态，长时间压缩会导致螺钉弹簧组76、簧片72弹性减弱，引起蜗杆74回弹上升量不够，无法与蜗轮73啮合，使装置失效。同时，蜗轮蜗杆啮合时，需要蜗杆74的螺旋齿卡到蜗轮73的齿槽当中，而实际使用时可能会发生蜗轮蜗杆的啮合齿互相顶住的情况，还需要手动转动俯仰轴系，使两齿啮合。由于经纬仪工作时，微动开关77长期处于压住状态，灵敏度容易变差，更严重甚至导致微动开关77失效。微动开关77失效可能产生蜗轮蜗杆处于啮合状态时微动开关77未发出断电信号，俯仰电机仍处于上电状态。在人为无法发现的情况下，俯仰电机带动俯仰轴系旋转，由于蜗轮蜗杆仍处于啮合状态，会直接造成设备损坏的严重后果。另外，在整个机械式微调锁紧装置装配时由于经纬仪机架内部空间的限制会使装配变得很困难，各零件的装配位置关系很难达到理想位置要求。

综上所述，机械式锁紧机构具有装调繁琐、自动化程度底、可靠性差等诸多缺点，不符合高端设备制造的自动化、智能化发展要求，不利于批量化经纬仪制造。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有经纬仪俯仰轴系微调锁紧装置零件装调繁琐、自动化程度底、可靠性差的问题，提供一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置。

本实用新型的技术解决方案是：

一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，包括锁紧装置和微调装置，所述锁紧装置包括定子单元和动子单元；所述定子单元包括定子转接轴和制动器定子；所述制动器定子通过定子转接轴与俯仰右主轴固定连接；所述动子单元包括制动器衔铁、板状弹簧、转子转接轴、蜗轮支撑轴和蜗轮；所述制动器衔铁设置在制动器定子的一侧，且与制动器定子设有制动间隙，所述板状弹簧设置在制动器衔铁和转子转接轴之间，且分别与制动器衔铁和转子转接轴固定连接，所述蜗轮套装在蜗轮支撑轴上，所述蜗轮支撑轴与转子转接轴固定连接；所述微调装置包括微调电机和蜗杆；所述微调电机驱动蜗杆转动，所述蜗杆与蜗轮配合，对俯仰右主轴的角度进行微调。

进一步地，所述转子转接轴、蜗轮支撑轴之间设置有制动器垫片和制动器隔套。

进一步地，动子单元还包括角接触球轴承、底座、外压圈、内压圈和密封盖；所述蜗轮支撑轴通过角接触球轴承设置在底座内，所述角接触球轴承通过外压圈、内压圈限位，所述密封盖设置在底座的一侧，且与底座固定连接，用于封闭轴承腔体，所述底座固定设置在机架上。

进一步地，所述动子单元还包括底座轴盘，所述底座轴盘设置在底座的一侧，且均与底座、机架固定连接。

进一步地，所述微调装置还包括左深沟球轴承、右深沟球轴承、右轴承座和左轴承座；所述蜗杆通过左深沟球轴承、右深沟球轴承设置在机架上，所述左深沟球轴承、右深沟球轴承分别设置在左轴承座和右轴承座内。

进一步地，所述左轴承座和机架之间设置有左修切垫，所述右轴承座和机架之间设置有右修切垫。

进一步地，所述微调电机和蜗杆通过联轴器连接。

进一步地，所述左深沟球轴承的一侧设置有左轴承端盖，所述左轴承端盖与左轴承座固定连接，对左深沟球轴承进行轴向限位。

进一步地，所述制动器衔铁和制动器定子之间的制动间隙为0.2～0.3㎜。

进一步地，所述制动器定子通过止口与定子转接轴配合安装，所述定子转接轴通过止口俯仰右主轴配合安装。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型微调锁紧装置利用了电磁制动器的锁紧功能，电磁制动器具有锁紧速度快、锁紧可靠等优点，同时只需进行通电与断电操作即可进行锁紧，操作简单；电磁制动器作为一种技术成熟的高可靠性锁紧装置，广泛应用于机械领域，具有供货快、价格低廉、装调方便等优点，对于批量化的经纬仪生产具有巨大优势。

2、本实用新型的微调锁紧装置采用电机带动蜗轮蜗杆进行微调，蜗轮蜗杆始终处于理想啮合状态，避免了机械式微调锁紧装置的蜗轮蜗杆脱离、啮合之间切换的复杂模式。同时，采用电动控制俯仰轴系微调锁紧，操作人员可进行远程控制，避免了机械式微调锁紧装置对设备近距离的手动微调锁紧，降低了人员操作的复杂性和危险性。

3、本实用新型的微调锁紧装置可通过伺服系统的逻辑关系对各部分的上电、断电状态进行详细控制，避免了机械式微调锁紧装置采用微动开关进行半自动控制时产生的使用风险，具有自动化程度高和可靠性高等优点。

4、本实用新型的微调锁紧装置可利用微调电机驱动器和蜗轮蜗杆的固定传动比进行角度精确微调，而机械式微调锁紧装置需要操作人员操作微调手轮实现微调，且微调角度无法精确控制。

5、本实用新型的微调锁紧装置可进行模块化分装，再整体组装。具体模块化分解为：将定子转接轴、制动器定子作为模块一，安装在俯仰右主轴上；将制动器衔铁、板状弹簧、转子转接轴、制动器垫片、制动器隔套、蜗轮支撑轴、蜗轮、外压圈、底座、密封盖、内压圈、角接触球轴承和底座轴盘作为模块二，安装在机架上；将微调电机、联轴器、左轴承座、左修切垫、左轴承端盖、左深沟球轴承、蜗杆、右深沟球轴承、右轴承座和右修切垫作为模块三，安装在机架上。各模块分装不受经纬仪机架内部空间的限制，可先单独完成模块的装调，再整体组装；各模块之间的装调方便，通过修切制动器垫片保证模块一和模块二之间的制动间隙，通过修切左修切垫、右修切垫保证模块二和模块三之间的安装中心距；同时也可进行模块的整体替换，设备维护简单方便。

附图说明

图1为现有经纬仪俯仰轴系机械式微调锁紧结构示意图；

图2为图1的X向局部结构图；

图3为本实用新型经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置结构示意图；

图4为图3的X向局部结构图；

图5为图3的局部放大结构图；

图6为本实用新型的微调锁紧装置中板状弹簧变形示意图。

附图标记如下：1-俯仰左主轴，2-左轴承，3-机架，4-俯仰轴系光学载物架，5-右轴承，6-俯仰右主轴，7-机械式锁紧机构，71-微调手轮，72-簧片，73-蜗轮，74-蜗杆，75-压片，76-螺钉弹簧组，77-微动开关，78-偏心轮，79-锁紧手轮；9-定子转接轴，10-制动器定子，11-制动器衔铁，12-板状弹簧，13-转子转接轴，14-制动器垫片，15-制动器隔套，16-蜗轮支撑轴，17-蜗轮，18-外压圈，19-底座，20-密封盖，21-内压圈，22-角接触球轴承，23-底座轴盘，81-微调电机，82-联轴器，83-左轴承座，84-左修切垫，85-左轴承端盖，86-左深沟球轴承，87-蜗杆，88-右深沟球轴承，89-右轴承座，90-右修切垫。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述：

如图3至图6所示，一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，包括锁紧装置和微调装置，锁紧装置包括定子单元和动子单元；

定子单元包括定子转接轴9和制动器定子10；制动器定子10通过定子转接轴9与俯仰右主轴6固定连接。

动子单元包括制动器衔铁11、板状弹簧12、转子转接轴13、蜗轮支撑轴16、蜗轮17、角接触球轴承22、底座19、外压圈18、内压圈21、密封盖20和底座轴盘23；制动器衔铁11设置在制动器定子10的一侧，且与制动器定子10设有制动间隙，板状弹簧12设置在制动器衔铁11和转子转接轴13之间，且分别与制动器衔铁11和转子转接轴13固定连接，蜗轮17套装在蜗轮支撑轴16上，蜗轮支撑轴16与转子转接轴13固定连接；蜗轮支撑轴16通过角接触球轴承22设置在底座19内，角接触球轴承22通过外压圈18、内压圈21限位，密封盖20设置在底座19的一侧，且与底座19固定连接，用于封闭轴承腔体，底座轴盘23设置在底座19的一侧，且均与底座19固定、机架3固定连接。转子转接轴13、蜗轮支撑轴16之间还设置有制动器垫片14和制动器隔套15。制动器垫片14通过改变其厚度来调整制动间隙，使制动间隙a达到规定要求；制动器隔套15采用不锈钢或铜等非导磁材料，防止制动器吸合时各零件之间导磁，影响机构性能。

微调装置包括微调电机81、蜗杆87、左深沟球轴承86、右深沟球轴承88、右轴承座89和左轴承座83；微调电机81驱动蜗杆87转动，蜗杆87与蜗轮17配合，对俯仰右主轴6的角度进行微调。蜗杆87通过左深沟球轴承86、右深沟球轴承88设置在机架3上，左深沟球轴承86、右深沟球轴承88分别设置在左轴承座83和右轴承座89内。左轴承座83和机架3之间设置有左修切垫84，右轴承座89和机架3之间设置有右修切垫90，微调电机81和蜗杆87通过联轴器82连接，左深沟球轴承86的一侧设置有左轴承端盖85，左轴承端盖85与左轴承座83固定连接，对左深沟球轴承86进行轴向限位。

本实用新型的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置利用俯仰右主轴6安装定子转接轴9，将定子转接轴9利用螺钉安装在俯仰右主轴6上，定子转接轴9有止口与俯仰右主轴6外圆面进行间隙配合，将制动器定子10安装在定子转接轴9上，制动器定子10内圆面与定子转接轴9的另一止口间隙配合，保证俯仰右主轴6和制动器定子10的同轴度≤0.02mm。将制动器衔铁11和板状弹簧12利用螺钉连接，并将板状弹簧12和转子转接轴13利用螺钉连接，将蜗轮支撑轴16、制动器垫片14、制动器隔套15与转子转接轴13利用螺钉连接，并将蜗轮17安装在蜗轮支撑轴16上，蜗轮17内圆面与蜗轮支撑轴16的阶梯轴面间隙配合，径向间隙≤0.015mm；将一对角接触球轴承22以背靠背形式配合安装在蜗轮支撑轴16的轴颈上，角接触球轴承22的一侧内圆端面与蜗轮支撑轴16轴肩配合；角接触球轴承22外圆面与底座19配合安装，一侧外圆端面与底座19的轴肩配合；利用螺纹配合将两个外压圈18安装在底座19上，并将角接触球轴承22的另一侧外圆端面压紧；利用螺纹配合将两个内压圈21安装在蜗轮支撑轴16上，并将角接触球轴承22的另一侧内圆端面压紧；底座19与底座轴盘23利用螺钉固定连接，底座19设计有止口与底座轴盘23内圆面间隙配合，径向间隙≤0.02mm；密封盖20与底座19利用螺钉固定连接；底座轴盘23与机架3利用螺钉固定连接，底座轴盘23外圆面与机架3进行间隙配合，径向间隙≤0.02mm。通过各零件间的间隙配合关系，使经纬仪俯仰轴系与蜗轮支撑轴16轴系的同轴度得到保证，通过修切制动器垫片14保证制动器定子10和制动器衔铁11之间的制动间隙0.2～0.3mm。

微调电机81与联轴器82的一端固定连接，利用联轴器82上的螺钉拧紧保证微调电机81输出轴与联轴器82的固接；联轴器82的另一端与蜗杆87固定连接，同样利用联轴器82上的螺钉拧紧保证蜗杆87与联轴器82的固接；蜗杆87的左、右轴颈分别与两个深沟球轴承(86、88)内圆面配合，左、右轴肩分别于两个深沟球轴承(86、88)内圆端面配合；左深沟球轴承86外圆面与左轴承座83配合安装，并利用左轴承端盖85压紧左深沟球轴承86的一侧外圆端面；左轴承座83、左修切垫84和机架3固定连接；右深沟球轴承88外圆面与右轴承座89配合安装，并利用右轴承座89的轴肩与右深沟球轴承88的一侧外圆端面配合；右轴承座89、右修切垫90和机架3固定连接。通过对左修切垫84、右修切垫90的厚度进行修切，保证蜗轮17蜗杆87的中心距，使蜗轮17蜗杆87处于最佳的啮合状态。

在俯仰电机断电状态下的经纬仪调试时，为制动器定子10线缆的正、负两级提供24V直流电，制动器定子10和制动器衔铁11之间产生电磁力，板状弹簧12发生变形，制动器定子10和制动器衔铁11吸合，制动器定子10和制动器衔铁11之间产生摩擦力矩，且蜗轮17蜗杆87始终处于啮合状态，经纬仪俯仰轴系靠蜗轮17蜗杆87的啮合锁紧。在制动器制动的条件下，若需要光学系统视轴在俯仰电机断电状态下进行微调，只需为微调电机81提供24V直流电，利用微调电机81驱动器为微调电机81提供脉冲信号，使微调电机81带动蜗轮17蜗杆87旋转，蜗轮17带动蜗轮支撑轴16系旋转，并利用制动器定子10和制动器衔铁11之间产生摩擦力矩带动俯仰右主轴6旋转，实现俯仰轴系的微动调节。

断掉为电磁制动器所提供的24V直流电，则制动器定子10和制动器衔铁11脱离，俯仰轴系即可处于自由旋转状态。俯仰电机断电、电磁制动器和微调电机81上电，俯仰电机上电、电磁制动器和微调电机81断电，以及俯仰电机断电、电磁制动器和微调电机81断电这三种状态均可通过伺服系统的逻辑关系进行控制，操作简单可靠。

Claims (10)

1.一种经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：包括锁紧装置和微调装置，所述锁紧装置包括定子单元和动子单元；

所述定子单元包括定子转接轴(9)和制动器定子(10)；所述制动器定子(10)通过定子转接轴(9)与俯仰右主轴(6)固定连接；

所述动子单元包括制动器衔铁(11)、板状弹簧(12)、转子转接轴(13)、蜗轮支撑轴(16)和蜗轮(17)；所述制动器衔铁(11)设置在制动器定子(10)的一侧，且与制动器定子(10)设有制动间隙，所述板状弹簧(12)设置在制动器衔铁(11)和转子转接轴(13)之间，且分别与制动器衔铁(11)和转子转接轴(13)固定连接，所述蜗轮(17)套装在蜗轮支撑轴(16)上，所述蜗轮支撑轴(16)与转子转接轴(13)固定连接；

所述微调装置包括微调电机(81)和蜗杆(87)；所述微调电机(81)驱动蜗杆(87)转动，所述蜗杆(87)与蜗轮(17)配合，对俯仰右主轴(6)的角度进行微调。

2.根据权利要求1所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述转子转接轴(13)、蜗轮支撑轴(16)之间设置有制动器垫片(14)和制动器隔套(15)。

3.根据权利要求2所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：

所述动子单元还包括角接触球轴承(22)、底座(19)、外压圈(18)、内压圈(21)和密封盖(20)；所述蜗轮支撑轴(16)通过角接触球轴承(22)设置在底座(19)内，所述角接触球轴承(22)通过外压圈(18)、内压圈(21)限位，所述密封盖(20)设置在底座(19)的一侧，且与底座(19)固定连接，用于封闭轴承腔体，所述底座(19)固定设置在机架(3)上。

4.根据权利要求3所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述动子单元还包括底座轴盘(23)，所述底座轴盘(23)设置在底座(19)的一侧，且均与底座(19)、机架(3)固定连接。

5.根据权利要求1至4任一所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述微调装置还包括左深沟球轴承(86)、右深沟球轴承(88)、右轴承座(89)和左轴承座(83)；所述蜗杆(87)通过左深沟球轴承(86)、右深沟球轴承(88)设置在机架(3)上，所述左深沟球轴承(86)、右深沟球轴承(88)分别设置在左轴承座(83)和右轴承座(89)内。

6.根据权利要求5所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述左轴承座(83)和机架(3)之间设置有左修切垫(84)，所述右轴承座(89)和机架(3)之间设置有右修切垫(90)。

7.根据权利要求6所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述微调电机(81)和蜗杆(87)通过联轴器(82)连接。

8.根据权利要求7所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述左深沟球轴承(86)的一侧设置有左轴承端盖(85)，所述左轴承端盖(85)与左轴承座(83)固定连接，对左深沟球轴承(86)进行轴向限位。

9.根据权利要求8所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述制动器衔铁(11)和制动器定子(10)之间的制动间隙为0.2～0.3㎜。

10.根据权利要求9所述的经纬仪俯仰轴系电动微调锁紧装置，其特征在于：所述制动器定子(10)通过止口与定子转接轴(9)配合安装，所述定子转接轴(9)通过止口俯仰右主轴(6)配合安装。

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